文章分享|用概念图评估 SSI 跨学科理解:气候变化 STEM 教学实证研究
时间: 2026-10-07 发布者: stem 文章来源: 科学教育研究中心 审核人: 浏览次数: 10
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导语

社会性科学议题(SSI)强调跨学科,既要科学机理,又要社会、经济维度,但怎么评价学生真正的跨学科理解,一直是一线难点。这篇 2026年OA实证,以气候变化为 SSI 教学主题,把概念图作为评价工具,收集44名中学生的概念图作品,划分低‑中‑高三个水平,展示不同层级学生真实作业样例。研究发现很多学生只会罗列知识点,很难建立跨维度关联,为SSI课堂作业设计、评价提供可直接落地的工具。



一

研究背景

SSI的核心价值是跨学科理解:把科学知识和社会、经济、政策维度建立联系。但是现有SSI评价多采用论述题、辩论观察;概念图作为评价工具,完整分级实证较少。很多学生可以说出零散知识点,不等于实现跨学科理解。本研究开发一套气候变化SSI‑STEM教学单元,使用概念图作为前后测工具。研究问题:中学生完成SSI教学单元之后,概念图可以呈现出哪些不同层次的跨学科理解;学生在建立科学‑社会‑经济维度连接时存在什么困难。

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二

研究设计

01

研究对象

德国中学44名14‑16岁学生,完整参与气候变化SSI‑STEM教学单元。

02

教学干预

6课时单元,围绕气候变化议题,兼顾气候科学、能源政策、社会经济后果。前测、后测均要求学生绘制概念图。

03

评价框架

建立三级编码框架:

①低水平:简单罗列概念,维度单一,几乎没有跨维度连接;

②中等水平:包含多类概念,但连接少,跨学科关联薄弱;

③高水平:同时整合科学、社会‑经济,建立大量双向因果关联。

04

数据分析

对前后测概念图编码,统计不同等级占比,定性分析学生典型错误与局限。

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三

研究发现

  • 经过单元教学,部分学生可以达到中等理解;真正实现科学‑社会‑经济多维度深度连接的高水平学生占比很低。

  • 学生最常见问题:只是把不同学科名词罗列出来,概念之间缺少有意义因果连线,形式上画概念图,但没有达成跨学科推理。

  • 学生容易缺失社会、政策、经济维度;大量概念图只停留在气候科学知识点层面。

  • 前‑后测对比:学生可以增加概念数量,但建立跨维度因果连接的提升幅度有限。

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图3:已经出现少量社会相关概念,但跨学科因果连接依旧不足。

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图4:同时整合科学、社会、经济要素,大量因果连线,展示理想 SSI 概念图成品。



四

研究结论

概念图是评价SSI课堂跨学科理解可行工具,能够区分低、中、高不同理解层级。教学之后,学生可以积累更多相关概念,但构建科学‑社会‑经济之间因果联系依旧是普遍难点。很多学生的概念图停留在名词罗列。开展SSI教学,不能只让学生 “多记概念”,必须设置脚手架,专门训练建立跨维度因果连接。



五

给教师教育者的启示

开展气候变化这类SSI跨学科教学,可以把概念图用作课堂作业与评价工具;评价的时候重点看概念之间的因果连线,而不是看写了多少名词;教学设计要设置脚手架,专门引导学生把科学机理和社会、政策、经济后果建立联系,不能仅仅要求学生搜集罗列概念。